ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ ЗВАЖЕНИМИ ЧАСТИНКАМИ ПИЛУ (РМ10 ТА РМ2,5) У м. КИЄВІ Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»



STUDY OF ATMOSPHERIC AIR POLLUTION WITH PARTICULATE MATTERS (PM„ AND PM„) IN KYIV

Turos O., Maremukha T., Petrosian A., Brezitska N.

ДОСЛ1ДЖЕННЯ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВ1ТРЯ ЗВАЖЕНИМИ ЧАСТНИКАМИ ПИЛУ (РМ„ ТА PMJ У м. КИЕВ!

ТУРОС О.1., МАРЕМУХА Т.П., ПЕТРОСЯН А.А., БРЕЗИЦЬКА Н.В.

ДУ «1нститут громадського здоров'я iM. О.М. Марзеева НАМН УкраТни», м. КиТв

УДК 614.7 (477-25)

https://doi.org/ 10.32402/ dovkil2018.04.036

K^40Bi слова: атмосферне пов^ря, монiторинг, РМ10, РМ2,5.

дн1ею з наиактуальн1ших I невирше-них проблем сьогодення е проблема забруднення пов1тря зваженими частинками пилу (РМ10 та РМ25), як1 можуть м1ститися в атмосферному пов1тр1 протягом багатьох дшв, тиж-н1в та переноситися на велик! вщста-н1, перетинаючи кордони держав. Висок концентраци РМ10 та РМ25 у пов1тр1 е причиною трьох мшьйоыв випадк1в передчасноТ смерт1 у св1т1 щор1чно за рахунок серцево-судин-ноТ, дихальноТ патологи та онколопч-них захворювань [1].

Ниш немае доказ1в того, що юнуе безпечний р1вень впливу або порого-ве значення для РМ10 та РМ25, нижче якого не виникатимуть негативн насл1дки для здоров'я. Понад 80% населення европейського репону живуть у мютах, де концентраци РМ перевищують р1вн1, зазначен1 у «Рекомендац1ях ВООЗ за як1стю пов1тря». Забруднення зваженими частинками пилу призводить до хвороб, скорочуючи тривалють життя у середньому по бврот майже на 9 м1сяц1в. Зважаючи на те, що нав1ть за вщносно низьких концентрац1й вплив забруднення пов1тря на здоров'я е значним, необхщне ефективне управл1ння як1стю пов1тря, щоб до-

могтися piBHiB, зазначених у «Ре-комендацiях ВООЗ за якютю пов^ря» i звести до MiHiMyMy небезпеку для здоров'я [2].

Наpазi екологiчна ситyацiя в УкpаТнi залишаеться вкрай складною. Ос-новним завданням здмснення при-родоохоронноТ полiтики е забезпе-чення благополуччя i здоров'я люди-ни. Необхiднiсть втручання в управ-лiння якiстю довкiлля виникае у тому випадку, коли фактичний piвень ТТ забруднення не е прийнятним для суспшьства. Однак, на жаль, оцшити i регламентувати насшдки впливу зва-жених частинок пилу в УкраТн нинi неможливо. По-перше, РМ10та РМ25 не yвiйшли до програми обов'язко-вого монiтоpингy якост атмосферного повiтpя. По-друге, у кра'Тш вщ-сyтнi нормативи для РМ10 та РМ25 в атмосферному пов^рк

Основним законодавчим актом, що регулюе монiтоpинг якостi повiтpя в еС, е Директива 2008/50/GC «Про якють атмосферного повiтpя i про бшьш чисте повiтpя для европи», яка встановлюе стандарти якостi атмосферного пов^ря, у тому чист i для рМ10та РМ25 [3]. Зважаючи на те, що з вересня 2017 року набула чинност Угода про Асо^ацю мiж УкраТною, з

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ВЗВЕШЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ ПЫЛИ (РМ10 И РМ2,5) В г. КИЕВЕ Турос Е.И., Маремуха Т.П., Петросян А.А., Брезицкая Н.В.

ГУ «Институт общественного здоровья им. А.Н. Марзеева НАМН Украины», г. Киев

Цель работы - гигиеническая оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха взвешенными частицами пыли (Рм10 и РМ2 5) в г. Киеве. Материалы и методы. Инструментальные измерения концентраций РМ10 и РМ2 5 в атмосферном воздухе проводились с января по сентябрь 2018 года. Стационарный пункт мониторинга за взвешенными частицами расположен по адресу: г. Киев, ул. Попудренко, 50 и оборудован анализаторами APDA-371 (HORIBA), которые обеспечивают автоматическое непрерывное измерение концентраций с часовым осреднением данных. Полученные данные были обработаны с помощью программного пакета Statistica, результаты сопоставлены с предельными значениями, рекомендованными ВОЗ и Директивой 2008/50/ЕС.

Результаты. Анализ данных, полученных в 2018 году (январь-сентябрь), позволил сделать вывод, что уровни загрязнения атмосферного воздуха РМ10 и РМ25 в г. Киеве превышают предельные значения, рекомендованные ВОЗ и Директивой 2008/50/ЕС. Средние концентрации РМ10 определялись на уровне (36 ± 0,4) мг/м3, РМ2,5 - (21 ± 0,2) мг/м3. Количество дней с превышением среднесуточной концентрации составило для РМ10 43 дня (19%), для РМ2 5 - 61 день (25%). Максимальные среднемесячные концентрации РМ2 5 наблюдались во время отопительного сезона (с января по март) и определялись на уровне 26-27 мг/м3. По результатам корреляционного анализа выявлена достоверная корреляционная связь между концентрациями РМ2 5 и РМ 10 (г = 0,79, р<0,005); РМ25 = 0,66хРМ10. Полученныерезуль-таты указывают на необходимость установления в Украине нормативов для РМ10 и РМ2 5 и включения взвешенных частиц пыли в программу обязательного мониторинга качества атмосферного воздуха.

Ключевые слова: атмосферный воздух, мониторинг, РМ10, РМ25.

© Турос О.1., Маремуха Т.П., Петросян А.А., Брезицька Н.В. СТАТТЯ, 2018.

№ 4 2018 Environment & Health 36

одше'Т сторони, та евро-пейським Союзом, европей-ським ствтовариством з атом-ноТ енергiТ та Т'хшми державами-членами, з шшо'Т сторони, УкраТна повинна iмплементу-вати низку мiжнародних доку-ментiв, серед яких i Директива 2008/50/еС [4].

Метою даноТ роботи було визначення та аналiз отрима-них концентрацм РМ10 та РМ25 в атмосферному пов^ у рай-онi розмщення стацiонарного пункту спостереження.

Матерiали та методи. Стацюнарний пункт мошторин-гу РМ10 та РМ25 (на базi ДУ «1нститут громадського здо-ров'я iменi О.М. Марзеева Нацюнально'Т академiТ медич-них наук УкраТни») обладнаний за адресою: м. КиТв, вул. Попудренка, 50. Точка вщбору вщповщае вимозi репрезентативной за територiею розми щення: спостережний пункт вщдалений вiд локальних дже-рел забруднення (у тому чист вiд проТжджоТ частини вулиц^ i розташовуеться у мiсцях, вшь-них вiд аеродинамiчних збу-рень, створюваних стiнами, тощо [5].

Дослщження проводилося з сiчня по вересень 2018 року. 1нструментальш вимiри рiвнiв концентрацiй РМ10 та РМ25 в атмосферному повiтрi здiй-снювалися за допомогою ана-лiзаторiв APDA-371 (HORIBA), якi автоматично визначають концентращю зважених в атмосферi твердих частинок пилу, використовуючи вiдомий метод ослаблення бета-випромiнювання [5]. Стацю-нарний спостережний пункт монiторингу забезпечуе авто-матичне безперервне вимiрю-вання концентрацiй РМ10 та РМ25 з одногодинним осеред-ненням даних.

Одночасно фксувалися ме-теорологiчнi параметри атмосферного пов^ря (швидкiсть i напрям вiтру, температура, вологiсть, тиск пов^ря) з вико-ристанням метеоролопчного сенсора WS-600. Статистична обробка результалв вимiрю-вань проаналiзована за допо-могою iнструментiв програм-ного пакета STATISTICA.

Результати дослiджень. У зв'язку з вщсутнютю у зако-нодавствi УкраТни норматив-них критерiТв оцшки безпеки зважених частинок пилу отри-

Г1Г1еНА АТМОСФЕРНОГО ПОВ1ТРЯ =

манi результати були зютав-леш з граничними значення-ми, рекомендованими ВООЗ та Директивою 2008/50/еС [1, 3, 6].

Для оцЫки якост атмосферного повiтря використовували-ся таю показники, як середньо-добов^ середньомiсячнi кон-центрацiТ Рм10 та РМ25, кшь-кiсть днiв з перевищенням середньодобових концентра-цiй зважених частинок пилу.

Кшькють днiв з перевищен-ням середньодобовоТ концент-рацп склало для РМ10 43 дш (19%), для РМ25 - 61 день (25%), що суттево перевищуе рiвнi, рекомендованi Директивою 2008/50/еС та ВООЗ. Найбiльша кшькють дшв з

перевищенням середньодобо-воТ концентрацií РМ2,5 спосте-рiгалась у ci4Hi - 14 днiв (max 35-153 мг/м3), у лютому - 11 дшв (max 34-95 мг/м3), у березш - 17 дшв (max 36153 мг/м3), у вересш - 11 днiв (max 51-82 мг/м3). Графiчне вiдображення результат ви-мiрювань за усiм масивом даних надано на рисунках 1 i 2.

Як бачимо з таблиц 1, максимальна кшькють дшв з перевищенням середньодобовоТ кон-центрацп РМ10 була зафксова-на у квiтнi - 10 дшв (max 117320 мг/м3) та у вересш - 14 дшв (max 69-175 мг/м3).

Мiжсезонна мЫливють аеро-зольного забруднення атмосферного пов^ря РМ10 та РМ2 5

Таблиця 1

Порiвняння концентрацiй РМ10 та РМ25 з граничними значеннями, рекомендованими ВООЗ i Директивою 2008/50/еС

Речовина Перюд осе-ред-нення Концентрац1я, мкг/м3

Директива 2008/50/еС ВООЗ Отриман1 дан1 (min-max)

РМ10 24 години 50 (не повинна перевищувати 35 дн1в/р1к) 50 6-119 (переви- щувала 43 дн1/233 дн1)

РМ2,5 24 години - 25 (не повинна перевищувати 3-х дн1в/рк) 7-69 (перевищу-вала 61 день/240 дн1в)

Рисунок 1

Середньодобовi концентрацп РМ2 5 в атмосферному

noBiTpi

80 90 60 50 40 30 20 10 0

1 23 4 5 678910111213141516171819202122232425262728293031 -снень —лютий — березень — вересень — граничне значения

вiдображена у таблиц 2, де Найбiльшi середньомiсячнi

представлено середш за концентрацií РМ10 визначались

мюяць концентрацií зважених у KBiTHi - 50 мкг/м3та BepecHi -

частинок пилу. 47 мкг/м3. Збшьшення РМ10 в

Рисунок 2

Середньодобовi концентрацГГ РМ10 в атмосферному

noBiTpi

1 2 3 4 5 6 7 8910111213141516171819202122232425262728293031

-1кв1теиь -вересень— граничив значения

Таблиця 2

Середньомюячш концентрацГГ РМ2,5 та РМ10 в атмосферному noBiTpi

Мюяць року Концентрац1я, мкг/м3

РМю РМ2,5

max M ± m min max M ± m min

С1чень 94 31±0,7 6 153 26±0,6 3

Лютий 158 40±1,0 7 95 26±0,5 2

Березень 199 34±1,2 6 153 27±0,6 5

Кв1тень 320 50±1,4 3 65 18±0,5 3

Травень 318 37±1,0 3 85 18±0,4 2

Червень 337 27±0,7 3 41 15±0,2 4

Липень 192 24±0,6 1 37 16±0,2 3

Серпень 220 32±0,7 1 50 18±0,3 2

Вересень 175 47±1, 1 4 82 22±0,6 4

400 350 300 250 200

0

i 150 100 50 0 -50

Кopеляцiйний зв'язок мiж РМ2,5 та РМ10 за усiм масивом даних

Scatterplot РМ2,5 (Casewize MD deletion) РМ10= 1,2541 + 1,6610 * РМ2,5 Correlation r = ,78734

Рисунок 3

-20 0 20 40 60 80

РМ10

100

120

140 160

95% confidence

атмосферному пов^ вщбува-лось у кв^ш тсля сходу сшго-вого покриву та тривало до появи рослинностк У вересш виcокi концентрацп' були по-в'язанi з застмними явищами у приземному шаpi атмосфери та з переважанням тривалого перюду без опадiв. Пере-вищення рекомендованих гра-ничних значень РМ2,5 спостери галося пiд час опалювального сезону - з ачня по березень (середш концентрацп 26-27 мкг/м3). У перюд з кв^ня по серпень забруднення атмосферного пов^ря РМ2,5 фксу-валося на piвнi 15-18 мкг/м3.

Середш концентрацп зважених частинок пилу, розраховаш з ачня по вересень 2018 року, показали, що РМ10 перебувае на piвнi (36 ± 0,4) мг/м3 (у дiа-пазонi 1 -337 мг/м3), РМ2,5 - (21 ± 0,2) мг/м3 (у дiапазонi 2-153 мг/м3). Результати аналiзу даних говорять про те, що piвнi забруднення зваженими час-тинками пилу визначаються на досить небезпечному piвнi. Згiдно з рекоменда^ями ВООЗ cepeдньоpiчнi концeнтpацií РМ10 та РМ2,5 не мають переви-щувати 20 мг/м3 та 10 мг/м3 вщповщно [3, 6].

За результатами кореляцй ного аналiзу виявлено досто-вipний коpeляцiйний зв'язок мiж концентращями РМ25 та РМ10 (r = 0,79, p<0,005). Гра-фiчнe вiдобpажeння результа-тiв аналiзу за уам масивом даних надано на рисунку 3.

Спiввiдношeння мiж концент-ра^ями РМ2,5 та РМ10, що були отримаш одночасно протягом 9 мюя^в, становило 0,66±0,004, що не суперечить даним л^е-ратури. На бшьшост тepитоpiй бвропи РМ25 становить 5070% РМ10.

Висновки

1. Результати аналiзу даних (ciчeнь-вepeceнь 2018 року) дозволили зробити висновок, що piвнi забруднення атмосферного пов^ря РМ10 та РМ2,5 у м. Киевi перевищують гра-ничнi значення рекомендован ВООЗ або Директивою 2008/ 50/еС:

□ cepeднi концeнтpацií РМ10 визначаються на piвнi (36 ±

РМ

2,5

- (21

0,4) мг/м3, 0,2) мг/м3;

□ кшькють дшв з перевищен-ням cepeдньодобовоí концент-раци склало для РМ10 - 43 дш

№ 4 2018 Environment & Health 38

STUDY OF ATMOSPHERIC AIR POLLUTION

WITH PARTICULATE MATTERS

(PM10 AND PM25) IN KYIV

Turos O., Maremukha T., Petrosian A.,

Brezitska N.

State Institution «O.M. Marzieiev Institute for Public Health, NAMSU», Kyiv, Ukraine

Objective: We performed a hygienic assessment of the air pollution level with dust particulate matters (PM 10 and PM25) in Kyiv.

Materials and methods: Instrumental measurements of PM10 and PM25 concentrations in the atmospheric air were carried out from January to September 2018. The stationary monitoring station for suspended particles is located at the address: 50 Popudrenko str., Kyiv and equipped with APDA-371 (HORIBA) analyzers which provide automatic continuous measurement of concentrations with hourly averaging of data. The obtained findings were processed with the help of the software package Statistica, the results were compared with the maximum values recommended by WHO and Directive 2008/50/EC.

Results and conclusions: Analysis of data, obtained in 2018 (January - September), allowed to draw a conclusion that the levels of air pollution with PM 10 and PM25 in Kyiv exceeded the maximum ones, recommended by WHO or Directive 2008/50/EC. Average concentrations of PM10 were at the level of (36 ± 0.4) mg/m3, PM25 - (21 ± 0.2) mg/m3; the number of days with an excess of the average daily concentration for PM 10 was 43 days (19%), for PM25 - 61 days (25%) Maximum monthly concentrations of PM25 were observed during the heating season - from January to March and were at the level of 26-27 mg/m3. According to the results of the correlation analysis, a significant correlation was found between the concentrations of PM2 5 and PM10 (r = 0.79, p<0.005); PM25 = 0.66 x PM10. The obtained results indicate the need to establish standards for PM 10 and PM25 in Ukraine and to include the dust particulate matters into the mandatory monitoring program of atmospheric air quality.

Keywords: air, monitoring, PM10, PM25.

(19%), для РМ25 - 61 день (25%);

□ максимальш середньоми сячш концентраци РМ25 спо-стеркалися пщ час опалюваль-ного сезону (з ачня по бере-зень) i визначалися на piBrn 2627 мкг/м3; РМ10 у кв^ш -50 мкг/м3 та вересш - 47 мкг/м3.

2. За результатами кореля-цшного аналiзу виявлено достовiрний кореляцшний зв'язок мiж концентращями РМ25 та РМ10 (r = 0,79, p<0,005); РМ25 = 0,66 х РМ10.

3. Отриман результати вка-зують на необхщнють встанов-лення в УкраТш нормативiв для РМ10 та Рм25 та включення зважених частинок пилу до програми обов'язкового мош-торингу якост атмосферного пов^ря.

Л1ТЕРАТУРА

1. Health effects of particulate matter / WHO Regional Office for Europe. Copenhagen, 2013. 15 p.

2. Review of evidence on health aspects of air pollution -REVIHAAP project : final technical report : WHO, 2013. URL : h ttp://www. euro. who. in t/__ da ta/ assets/pdfJile/0004/193108/R EVIHAAP-Final-technical-report-final-version.pdf?ua= 1

3. Directive 2001/80/EC on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from large combustion plants. URL : https://eur-lex. europa.eu/legal-con ten t/EN/TXT/?uri=celex%3A 32001L0080

4. Угода про Асо^ацю мiж УкраТною, з одше'Т сторони, та европейським Союзом, европейським ствтовари-ством з атомноТ енерги i Т'хшми державами-членами, з шшо'Т сторони. URL: http://zakon3. rada. gov. ua/laws/show/984_011

5. Турос О.1., Маремуха Т.П., Кобзаренко 1.В. Забруднення атмосферного пов^ря зваже-ними частинками пилу (ЗЧ10 та ЗЧ 2,5) у Деснянському район м. Киева. Ппена населених м/сць : зб. наук. пр. К., 2017. Вип. 67. С. 32-33.

6. Air quality guidelines -global update 2005 / WHO Regional Office for Europe. Copenhagen, 2006. 484 p.

7. Assessment of the health impacts of exposure to PM2,5 at a European level. ETC/ACC Technical Paper 2009. URL: https://acm. eionet. europa.eu/d ocs/ ETCACC_TP_2009_ 1_European_PM2.5_HIA.pdf

REFERENCES

1. WHO Regional Office for Europe. Health Effects of Particulate Matter. Copenhagen ; 2013 : 15 p.

2. WHO Review of Evidence on Health Aspects of Air Pollution -REVIHAAP Project: Final Technical Report. WHO, 2013. URL: http://www.euro.who.int/ _ data/ assets/pdffile/0004/ 193108/REVIHAAP-Final-techni-cal-report-final-ersion.pdf?ua=1

3. Directive 2001 /80/EC on the Limitation of Emissions of Certain Pollutants into the Air from Large Combustion Plants.

URL : https://eur-

lex. europa. eu/legal-

con ten t/EN/TXT/?uri=celex%3A

32001L0080

4. Uhoda pro Asotsiatsiiu mizh Ukrainoiu, z odniiei storony, ta Yevropeiskym Soiuzom, Yevropeiskym spivtovarystvom z atomnoi enerhii I yikhnimy derzhavamy-chlenamy, z inshoi storony [Agreement on Association between Ukraine, on the one part, and the European Community, the European Atomic Energy Community and their States-Members, on the other]. URL : http://zakon3. rada.gov.ua/laws/show/984_011 (in Ukrainian).

5. Turos O., Maremukha T., Kobzarenko I. Zabrudnennia atmosfernoho povitria zvazhenymy chastkamy pylu (PM10, PM25) u Desnianskomu raioni m. Kyieva [Ambient Particulate Matter (PM10, PM25) Air Pollution in Desnianskyi District in Kyiv]. In : Hihiiena naselenykh mists [Hygiene of the Settlements]. Kyiv ; 2017 ; 67 : 32-33

(in Ukrainian).

6. WHO Regional Office for Europe. Air Quality Guidelines -Global Update 2005. Copenhagen ; 2006 : 484 p.

7. Assessment of the Health Impacts of Exposure to PM25 at a European Level. ETC/ACC Technical Paper 2009. URL : https://acm. eionet. europa.eu/d ocs/ ETCACC_TP_2009_ 1

EuropeanPM2,5_ HIA.pdf

Hagrnwna go pega^iï 10.11.2018